关于PLC 和变频器实现电气自动化控制的分析

钟子良

（江西应用工程职业学院，江西 萍乡 337000）

在社会的不断发展下，中国科技水平也在逐渐提升，自动化技术得到了广泛运用，PLC 和变频器作为一种先进的控制方式应运而生。PLC 是一种数字化控制技术，它在工业生产过程中有着重要的作用。PLC 和变频器作为现代控制装置已经普遍应用于各个领域。未来趋势下，PLC 和变频器将成为主流发展方向，实现电气自动化控制。

1 PLC 与变频器

PLC 技术是在电气控制技术与计算机技术的基础上开发的技术，这项技术将自动化技术、计算机技术及通讯技术融为一体，形成一种新型的工业控制装置，PLC 技术是专为工业环境应用设计出的数字运算操作系统，目前PLC 技术已经广泛运用于钢铁、石油、化工、机械等各大行业，可进行开关量的逻辑控制、模拟量的控制、运动控制和数据处理等工作。PLC 是可编程逻辑控制器，可根据用户的要求进行逻辑操作、顺序控制或者数字操作等工作。PLC 技术是电气工程自动化发展过程中的重要技术，推动了电气自动化的进步，目前PLC 技术系统构造主要包括箱式结构与模块式结构。PLC 在具体工作过程中，能够弥补传统系统电气控制过程中的劣势，提高电气自动化的工作效率，并为电气自动化控制增加了一些功能，有效地降低了电气系统在运行过程中的损失。目前PLC 自动控制技术在工业生产过程中展现出的主要特征是编译高效便捷，将PLC 自动控制系统体系运用到生产工程项目中放心可靠，并且其设计安装也相对简单。

变频器的主要作用是改变交流电机的供电频率等，使电动机转速能够平滑地运行。变频器由整流器、逆变器、平波回路三部分构成，其根本特征是应用变频技术与微电子技术，改变电机工作电源频率，从而实现对电机设备的控制。随着目前电气自动化控制的不断发展和工业化需求的提高，变频器的应用也越来越广泛。

在电力系统中，输送电能的回路是主回路，实施控制、信号采集和传递、数据通信的回路是辅助回路。变频器是主回路的元器件，任务是改变线路的供电频率，以调整电动机的转速。PLC 是典型的辅助回路元器件，它集测控、信号采集和处理、信号传递、数据通信和信息交换为一体，实现多功能的逻辑控制装置。在自动化控制过程中，通过运用PLC和变频器，能够将电压降低，保证人员的安全[1]。

2 PLC 和变频器实现电气自动化控制要领

PLC 与变频器应用于电气自动化控制系统中，能够有效增加电气设备产品的储存容量，PLC 作为一个独立的内存结构，能够为用户程序的内存储存提供较大的存储空间，同时，能够有效地提高电气设备产品的智能化水平，将PLC 技术与变频器应用在电气自动化控制时，PLC 技术对整个系统进行控制，保证工作流程的顺序性，变频器则为系统提供供电电压，使系统运行过程中各环节的电压稳定，进一步保证系统的稳定性。将PLC 与变频器运用于电气自动化控制中能够实现节能理念，变频器对电机实际转速进行控制时，能够有效降低能量的损耗。在实际应用过程中，也能够使电气自动化控制的维护工作变得更加便捷，能够有效减少实际使用过程中设备高温损坏的可能性。在电气自动化控制运行过程中，电流的冲击波会对电网造成一定的伤害，通过使用变频器，能够使冲击波降低，延长电网的使用寿命。

2.1 PLC 与变频器选择

在变频器选择过程中，要考虑的因素包括品牌、功率、电流、电压、负载、应用场合等，在选购过程中要注意配件是否配备齐全，例如控制面板是否单独采购，是否需要滤波器、电抗器、制动电阻制动单元等。对于PLC 的选择，从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。根据功能来选大中小档的PLC，整体性的PLC 对于用户来说选择余地比较小，基本输入输出点数以及品牌决定着PLC型号。模块型的PLC 由于提供多种扩展模块，对于用户来说就可以灵活根据输入输出点数合理搭配选择。

对于PLC 与变频器的型号选择，应根据不同的质量要求对两者进行选择，选择合适的PLC 控制器十分重要。变频器的选择过程中要选择较高质量的变频器，以保证实际生产过程效率，确保系统的稳定性。现如今市面上的变频器种类较多，且每个型号的变频器对于PLC 控制器的要求也不尽相同。在选择变频器的过程中，要同时考虑其与PLC 模块能否有效结合。为保证PLC 模块的使用，要特别分析PLC输入的种类，详细了解其所需的电压以及电流接入状况。

2.2 PLC 在变频器中的应用

PLC 自动控制技术，在变频器中能够实现通讯协议的应用可分为自由口的通讯协议和mod-bus 通信协议应用，要结合生产过程，选择合适的通信协议，利用PLC 自动控制技术和变频器能够形成一种专用的通信协议。一般情况下，PLC 自动控制系统要与变频器端子进行连接，变频器端子与PLC 自动控制系统之间的连接措施，可分为连接变频器模拟量端子或连接变频器数字端，相较于与模拟端子的连接，PLC 自动控制系统和变频器的数字端的连接使用能够使操作更加便捷，也更加方便加强系统本身的稳定性，使PLC发挥其最大价值。

PLC 自动控制系统安装在变频器中，能够使变频器达到更好的电气自动控制，能够使变频器更加精准高效地工作，减少变频器工作人员的负担。利用PLC 自动控制系统能够为变频器增加警报系统，进一步提高变频器的性能，使其能够稳定运行。

2.3 PLC 在电气自动化控制中的应用

由于PLC 技术具有较强的通用性，同时，PLC 本身的软件功能能够取代继电器的控制系统中的某些器件，从而降低接线的工作量，这也使其在电气自动控制中具有较强的抗干扰能力，能够可靠使用。在电气自动控制中，PLC 技术主要用于闭环控制、开关量控制和顺序控制。在闭环控制中，PLC 技术能够使各类数据信息进行有序高效的输出与录入，为了达到预期效果，也能够对其进行有效修正。在开关量控制中，能够合理地提升电气系统运行效率，增强电气设备的稳定性。通过使用PLC 技术，专业人员能够对电气自动化控制系统的顺序性进行有效控制，将PLC 系统融入到顺序控制中时，能够使系统展现现场传感，远程控制模块。通过对PLC 技术的应用，能够使电气设备更加高效。

2.4 变频器在电气自动化控制中的应用

电气自动化控制中，使用变频器能够替代电网控制柜、空气开关等多个模块，从而使系统运行的环节更为简便，进一步缩减成本，提高生产效率。同时，变频器能够对电气设备的功率进行控制，在电气自动化控制过程中，电气设备功率过高时会使用高压供电，安全性大大降低，此时使用变频器能够使大多数大功率电气设备的供电电压调整为低电压，从而增强电气设备使用过程中的安全性，有利于电气设备的维修与保养[2]。

2.5 二者结合实现电气自动化控制的措施

变频器能够通过现场总线系统，将信息传输到PLC 中，PLC 专门负责通信管理的控制，PLC 再把信息转发到后台控制中心，于是DCS 通过PLC 联网到变频器，构成了过程控制系统，实现工艺和生产控制。目前来看，PLC 与变频器的联合应用，是对传统技术的一种创新方式，更为电器企业的稳定性发展提供了可能，以往电气设备在使用过程中危险性较大，其电气自动化控制也无法进行加强，通过PLC 技术与变频器的使用，能够有效地提高设备的运行安全性。电气自动化控制是一项较为复杂的工程，其设备与操作步骤繁多，利用PLC 与变频器能够有效地减少中间环节，使电气自动化控制能够更加的便捷，目前PLC 与变频器通过计算机控制进行连接，因此，这种连接模式在实际工作过程中能够效地减少电气设备消耗的电力，提高设备的运行速度，实现最大程度的资源节约。PLC 与变频器结合计算机智能化的操作能够有效地对设备进行检验，能够有通过电流的变化得出设备故障的因素，快速制定合理的维修计划。PLC 和变频器的连接使用，改变了传统的供电模式，减少了中间环节，能够有效地实现高效生产，对主控系统进行更加完美的操控。加强PLC 技术与变频器的应用能够有效降低电气自动化控制工程成本。因此，要对PLC 与变频器的工作原理进行分析，加强对两者技术的创新，实现电气设备工作运行的自动化管理[3]。

3 结论

PLC 与变频器是现代工业自动化控制技术中的重要组成部分，在生产过程中有着不可替代的作用，为生产生活提供了很多便利。PLC 与变频器的结合具有功能强大、可靠性高和抗干扰能力强等优点。因此可充分利用该系统进行电气自动化控制，实现电气自动化控制功能，提高系统性能水平，更好地满足社会需求。